零碳建筑：建筑行业的绿色先锋

就拿伦敦贝丁顿零碳社区来说，它可是英国最大的零碳生态社区，建成于 2002 年，占地 1.7 公顷，涵盖 82 个单元（271 套公寓）以及近 2400 平方米的办公商用面积。其设计理念十分先进，旨在不牺牲现代生活舒适性的前提下，打造节能环保的和谐社区，目标是整个小区只使用可再生资源产生满足居民生活所需的能源，不向大气释放二氧化碳，向人们展示一种在城市环境中实现可持续居住的解决方案以及减少能源、水和汽车使用率的良策。

从这个成功案例，我们可以引出零碳建筑的一些核心标准。首先，在能源利用效率方面，建筑能源利用效率要达到国家标准或国际先进水平，可通过提高设备能效比、优化能源系统运行方式、合理分配能源负荷等办法实现，并且要实现多种可再生能源的利用，像太阳能、风能、地热能等，以此提高能源自给率。

可再生能源利用也是关键一点，建筑应优先考虑使用可再生能源，比如太阳能热水、太阳能光伏、风能等，从而减少对传统能源的依赖，而且可再生能源利用要与建筑主体设计相结合，形成一体化的建筑结构与能源系统。

节能措施同样不可或缺，建筑需采取围护结构保温隔热、LED 照明、智能控制等多种节能手段，以降低能耗，同时这些节能措施得符合国家相关法规和标准，并经过专业机构认证或通过专家评审。

此外，建筑材料的环保性很重要，要选用环保、低碳、可再生的材料，例如天然石材、木材、竹材等，且材料不能释放有害物质，要符合国家相关环保标准。

建筑设计的优化也不容忽视，要通过优化空间布局，提高自然采光和通风效率，减少对人工照明和空调的依赖，采用绿色建筑设计理念，像生态绿化、雨水收集等，实现资源循环利用和环境优化。

室内环境质量得符合国家相关标准，像空气质量、噪声等，并且要通过专业的室内环境质量认证，比如 IAQ 认证。

还有能耗监测与管理，建筑应配备能耗监测系统，实时监测建筑能源消耗情况，并给出节能建议，该系统还应具备数据统计和分析功能，以便为能源管理和节能改造提供依据。

碳足迹核算与报告也是重要环节，建筑要进行碳足迹核算，明确其在建设和运营过程中的碳排放量，还要定期发布碳足迹报告，公开在环保和低碳方面的成果和努力。

最后，建筑应在评价周期内进行定期评估，针对存在问题进行改进和优化，积极推广先进的低碳技术和方法，不断提高能源利用效率和环保水平，履行应有的社会责任。

总之，这些核心标准共同构建起零碳建筑的框架，让其在应对全球气候变化中发挥重要作用，接下来咱们再深入了解一下各个标准的具体要求和实际应用吧。

能源利用：高效与自给的平衡艺术

（一）能源效率提升

在零碳建筑中，提升能源效率是至关重要的一环。高效的能源利用设备与智能控制系统相互配合，能显著降低建筑能耗，为实现零碳目标奠定坚实基础。

高效的能源利用设备是节能的关键。就拿空调来说，格力电器研发的 “零碳源” 空调将光伏发电技术、储能技术、高效变频多联机技术及能源信息智慧管理技术有机结合，利用光伏、储能实现变频多联机组内部的直流化，开发了直流光储变频技术，具备并离网多种运行模式，可实现系统的并离网多模式运行及自由切换，系统用电不依赖于电网，用电自给自足，通过储能单元的消除光伏发电间歇性对电网的不利影响，系统用电实现光伏储能互补，能量可用可储，同时，通过能源信息智慧管理技术，实现了系统发电用电储电的智慧调度，系统总体用能节能并可支撑电网的恒功率运行、峰谷平抑等电力需求。

智能控制系统同样不可或缺。在博鳌零碳示范区的建筑改造中，通过增加智能灯控系统，能够根据室内光线强度、人员活动情况等因素自动调节照明亮度和开关时间，避免了不必要的能源消耗。智能控制系统还可以对空调系统进行精细化管理，根据室内外温度、湿度等参数自动调整空调的运行模式和温度设置，在保证舒适度的前提下降低能耗。

（二）可再生能源主导

可再生能源在零碳建筑中占据主导地位，是实现能源自给自足和零碳排放的核心要素。太阳能、风能等可再生能源的广泛应用，为建筑提供了清洁、可持续的能源解决方案。

太阳能的应用形式多样。在建筑的屋顶、墙面等位置安装太阳能光伏板，将太阳能转化为电能，为建筑的照明、电器设备等供电。在一些地区，还会利用太阳能热水器为建筑提供生活热水，充分利用太阳能的热能。比如攀枝花市仁和区大龙潭彝族乡混撒拉村和米易县草场镇龙华村的零碳村庄试点项目，在民房的屋顶安装太阳能电池板，不仅满足了村民的日常用电需求，还将多余的电量卖给国家电网，实现了能源的自给自足和经济效益的提升。

风能的利用也逐渐受到重视。在一些风力资源丰富的地区，建筑上会安装小型风力发电设备，将风能转化为电能。这些风力发电设备可以与太阳能发电系统相互补充，在不同的天气条件下为建筑提供稳定的电力供应。

除了太阳能和风能，地热能、生物质能等可再生能源也在零碳建筑中有着广泛的应用前景。地热能可以通过地源热泵系统为建筑提供供暖和制冷，生物质能则可以用于发电或提供热水。

通过高效的能源效率提升措施和可再生能源的主导应用，零碳建筑在能源利用方面实现了高效与自给的完美平衡，为减少对传统能源的依赖、降低碳排放做出了重要贡献。

建筑材料：环保与低碳的有机融合

（一）绿色建材选择

在零碳建筑中，建筑材料的选择至关重要，直接关系到建筑的碳排放和环境影响。选用环保、低碳、可再生的建筑材料，能够有效降低建筑在生产、运输和使用过程中的碳排放，同时提高室内环境质量。

再生钢材也是一种优质的绿色建材。它是利用废弃钢材回收再加工而成，与传统的原生钢材生产相比，大幅减少了铁矿石开采、冶炼等过程中的能源消耗和碳排放。在建筑中使用再生钢材，既能满足结构强度要求，又能实现资源的循环利用，为减少碳排放做出重要贡献。

竹材作为一种天然可再生材料，在零碳建筑中具有广阔的应用前景。竹子生长迅速，四到六年即可成材，而且一次种植自然繁衍生长，是一种可持续的建筑材料。竹材具有良好的物理性能，硬度和抗弯强度高于一些传统木材，适用于建筑结构、墙体、地板等多个部位。同时，竹材还具有吸收甲醛、净化室内空气的特性，能够为居住者提供更加健康舒适的室内环境。

（二）本地材料优势

选择本地建筑材料也是零碳建筑的重要策略之一。本地材料具有运输距离短、能耗低的优势，能够减少因材料运输而产生的碳排放。

本地石材就是一个很好的例子。在一些地区，当地开采的石材被广泛应用于建筑中。这些石材无需长途运输，降低了运输过程中的能源消耗和碳排放。而且，本地石材往往与当地的自然环境和建筑风格相契合，能够营造出独特的地域文化特色。

本地木材也具有类似的优势。使用本地采伐的木材，不仅减少了运输成本和碳排放，还支持了当地的林业经济发展。同时，本地木材的使用也有助于保护当地的生态环境，实现经济发展与环境保护的良性互动。

通过选择绿色建材和本地材料，零碳建筑在建筑材料的选择上实现了环保与低碳的有机融合，为建筑的可持续发展奠定了坚实的基础。

节能设计：智慧与自然的完美结合

（一）自然通风采光

在零碳建筑中，自然通风和采光的设计至关重要，它能够有效降低建筑对人工照明和机械通风的依赖，减少能源消耗，同时为使用者提供更加舒适健康的室内环境。

合理的建筑布局是实现自然通风采光的基础。建筑的朝向应根据当地的气候条件和日照规律进行优化，尽量使建筑的主要立面朝向阳光充足的方向，以增加自然采光的时间和面积。在建筑群体的规划中，应保持适当的间距，避免相互遮挡，确保空气能够在建筑物之间自由流通，形成良好的通风通道。

窗户的设计也是关键因素之一。大面积的窗户可以引入更多的自然光线，照亮室内空间，减少白天对人工照明的需求。同时，窗户的位置和开启方式应有利于通风，例如采用可开启的平开窗或推拉窗，使新鲜空气能够顺畅地进入室内，促进空气的循环和交换。一些建筑还会采用通风百叶窗、通风幕墙等设计，既能保证采光，又能有效调节通风量，实现自然通风采光的最大化利用。

（二）隔热保温措施

良好的隔热保温措施能够有效减少建筑内外的热量传递，降低空调和供暖系统的能耗，是零碳建筑节能设计的重要组成部分。

众所周知，玻璃门窗在建筑围护结构中扮演着重要角色，然而其热量损失占据了建筑制冷和采暖空调消耗的50%以上。尽管我国在外墙和屋面保温系统方面已经相当成熟，但玻璃门窗保温隔热技术仍有待提高。因此，减少外窗热量损失对于提高建筑能效至关重要。

绿宝贝G-Baby纳米陶瓷节能膜是一种实现零碳建筑的必选产品，是住建部、工信部、科技部、市场监管总局四部委推荐“减碳优势产品”位列第一，也是“全国绿色建材采信应用数据库”入库产品；

纳米陶瓷节能膜运用纳米技术，将无机陶瓷材料用超重力法制备成38纳米左右的超细功能性颗粒。可同时做到高节能、高透明、高隔热、不氧化、不褪色、高耐候、无屏蔽、自清洁等十二大特性。能够有效阻隔98%的红外和99%的紫外，是全球首款建筑玻璃外贴膜，每贴1m2节能膜，在长江中下游地区，每年可节电100度以上，使用期内累计可减少2吨CO2排放，是实现建筑节能改造的有力抓手。与涂布或磁控溅射工艺相比，我们工艺优势明显，性能稳定、产能和良品率大幅提高。使用寿命超过20年，年衰减率仅为0.1%-0.2%（可忽略不计），远超市面上的其他同类产品，成为建筑节能减碳的首选。

建筑玻璃贴上我们的纳米陶瓷节能膜，在普通白玻中空玻璃外贴节能比率可达到36.1%，普通白玻中空玻璃内贴节能比率为15.8%，LOW-E中空玻璃外贴节能比率为24.3%，如与我们中央空调治理搭配结合在一起，整体中央空调能耗综合节能可达到40%-50%以上。

墙体隔热保温是关键环节之一。常见的做法是在墙体中添加保温材料，如岩棉板、聚苯板、聚氨酯泡沫等。这些保温材料具有低导热系数的特点，能够有效阻止热量的传导。同时，墙体的构造也应进行优化，采用双层墙体、中空墙体等结构，进一步提高隔热保温性能。

屋顶的隔热保温同样不容忽视。可以采用隔热涂料、隔热卷材、架空隔热层等方式来减少屋顶的热量吸收。隔热涂料能够反射太阳辐射热，降低屋顶表面温度；隔热卷材则具有良好的隔热性能和防水功能；架空隔热层通过空气的流通带走热量，起到隔热降温的作用。

门窗的隔热保温性能也对建筑的整体能耗有着重要影响。采用断桥铝门窗、双层中空玻璃等节能门窗产品，能够有效减少热量的传递，提高门窗的密封性能，防止冷风渗透。

通过自然通风采光和隔热保温措施的综合应用，零碳建筑在节能设计方面实现了智慧与自然的完美结合，为降低建筑能耗、实现可持续发展提供了有力保障。

水管理：循环与节约的和谐共生

（一）雨水收集利用

雨水收集利用是零碳建筑水管理的重要举措，能够有效节约水资源，减轻城市排水系统的压力，实现水资源的循环利用。

雨水收集系统通常由集水设施、集水系统、预处理设施、储水设施、处理设备和利用系统等部分组成。集水设施包括屋顶、地面等能够接收雨水的区域，屋顶雨水相对干净，杂质较少，可通过雨水收集管道收集起来，输送到后续的处理设施中。在收集过程中，会设置弃流截污设施，截留和排放雨水中的初期污染部分，如地面的垃圾、油污等，经过预处理后的雨水，水质得到初步改善。

储水设施用于储存经过预处理后的雨水，常见的有 PP 雨水收集池、蓄水模块等。这些储水设施能够有效地储存雨水，并保证水质在储存过程中不受污染。储存的雨水可用于非生活用水用途，如景观环境用水、绿化用水、洗车场用水、道路冲洗冷却水补充、冲厕等。在一些建筑中，收集的雨水经过简单处理后，用于周边绿地的灌溉，既节约了水资源，又降低了对城市供水系统的依赖。

（二）节水器具普及

普及节水器具是实现零碳建筑水资源高效利用的关键环节。节水马桶、水龙头等器具的广泛应用，能够在日常生活中有效减少水资源的浪费。

节水马桶的工作原理多种多样，有的通过调节水量调节软管的高度来达到调节排水量的大小，根据需要冲洗大小便的不同选择不同的排水量，从而实现节水的目的；还有的利用进水的动能推动叶轮转动压气装置对气体进行压缩，利用进水的压能对压力容器中的气体进行压缩，带有较高压力的气体和水先对厕所进行强冲洗，然后再用水冲净，以减少用水量。

节水龙头则通过优化管道设计、加装截流装置和使用陶瓷片密封阀芯等方式，减少用水过程中的流失。一些节水龙头还配备了起泡器，使水不会飞溅，进一步降低水流速度，节约生活用水。

通过雨水收集利用和节水器具的普及，零碳建筑在水管理方面实现了循环与节约的和谐共生，为应对水资源短缺问题做出了积极贡献。

碳足迹核算：量化与透明的责任担当

（一）核算方法介绍

碳足迹核算对于零碳建筑至关重要，它能精确量化建筑在整个生命周期内的碳排放，涵盖从建造到拆除的各个阶段，为制定有效的减排策略提供关键依据。

目前，建筑碳排放计算主要依据 2019 年住房和城乡建设部发布的《建筑碳排放计算标准》GB/T 51366 - 2019 等相关标准。该标准明确了建筑全生命周期碳排放计算的主要阶段，包括运行阶段、建造及拆除阶段和建材生产及运输阶段碳排放，并详细规定了各阶段的碳排放计算范围和方法。

运行阶段的碳排放量计算，除了考虑暖通空调、生活热水、照明及电梯等系统在建筑运行期间的能耗所产生的碳排放量外，还需将可再生能源和建筑碳汇系统的减碳量纳入其中。其碳排放量应根据各系统不同类型能源消耗量（如天然气、电力等）和相应的碳排放因子来确定。对于尚未投入使用的项目，通常采用建筑在标准运行工况下的预测碳排放量；而对于已投入使用的项目，则基于实际运行数据得出运行阶段碳排放量的相关数据。

建材生产及运输阶段的碳排放计算，需涵盖建筑主体结构材料、建筑围护结构材料、建筑构件和部品等，且参与计算的主要建筑材料的总重量不应低于建筑所耗建材总重量的 95%。建材生产阶段碳排放依据每种主要建材的消耗量和其碳排放因子来确定，例如，生产每吨水泥的碳排放因子约为 [X] kgCO₂，生产每吨钢材的碳排放因子约为 [Y] kgCO₂等。使用低价值废料和可再循环材料能够有效降低建材生产过程中的碳排放量。建材运输阶段碳排放则根据主要建材消耗量（t）、建材平均运输距离（km）以及运输方式下的单位重量运输距离的碳排放因子（kgCOe/(t.km)）来确定。

建筑建造和拆除阶段的碳排放量，根据建造阶段不同类型能源消耗量（如电力、汽油、柴油等）（kWh 或 kg）和不同类型能源的碳排放因子（kgCO/kWh 或 kgCO/kg）确定。拆除阶段的能源用量可依据拆除阶段不同类型能源总用量（kWh 或 kg）和相应的碳排放因子（kgCO/kWh 或 kgCO/kg）得出，部分拆除方式还需根据拆除专项方案来确定具体的能源消耗和碳排放情况。

（二）减排策略制定

基于精确的碳足迹核算结果，我们能够有针对性地制定减排策略，持续改进建筑的碳排放表现，向零碳目标稳步迈进。

在建筑运行阶段，通过能耗监测系统实时掌握能源消耗情况，精准发现能源浪费的环节，并据此制定节能措施。对能耗较高的系统进行节能改造，例如将老旧的照明设备更换为高效节能的 LED 灯具，可降低照明能耗 [具体百分比]；优化空调系统的运行模式和温度设置，合理利用自然通风和采光，可减少空调系统能耗 [具体百分比]。推广可再生能源的应用，如在建筑屋顶和墙面安装太阳能光伏板，根据建筑的能源需求和当地的太阳能资源条件，合理规划光伏板的安装面积和布局，提高太阳能的发电效率和利用比例，使可再生能源在建筑能源供应中的占比逐步提高，从而有效减少对传统能源的依赖，降低碳排放。

在建材生产和运输阶段，优先选用本地生产的建筑材料，以缩短运输距离，降低运输过程中的碳排放。与供应商协商优化运输方案，采用节能型运输工具和合理的运输路线，进一步减少运输环节的能源消耗和碳排放。鼓励使用低碳、环保的建筑材料，如再生钢材、竹材等，这些材料在生产过程中的碳排放相对较低，能够从源头上降低建筑的碳足迹。

在建筑建造和拆除阶段，采用先进的建造技术和工艺，提高施工效率，减少施工过程中的能源消耗和废弃物产生。例如，推广装配式建筑，相比传统的现浇建筑，装配式建筑在建造过程中可减少现场湿作业，缩短施工周期，降低能源消耗和碳排放。在拆除阶段，制定科学合理的拆除方案，对可回收利用的建筑材料进行分类回收和再利用，减少建筑垃圾的产生量，降低拆除过程中的碳排放。

通过以上减排策略的实施，并持续进行碳足迹核算和监测，根据核算结果不断优化和调整减排措施，零碳建筑能够持续降低碳排放，在应对气候变化中发挥积极作用，为人们创造更加低碳、环保、舒适的居住和工作环境。

零碳建筑案例：现实中的绿色典范

（一）国内案例展示

在国内，零碳建筑也如雨后春笋般涌现，为绿色建筑发展树立了榜样。成都中建滨湖设计总部就是其中的佼佼者，它位于天府新区的兴隆湖湿地公园，采用了 30 多项低碳建筑技术，是国家重点研发计划 “绿色建筑及建筑工业化” 重点专项科技示范工程。

其建筑绿化全覆盖，8000 多平方米的屋顶花园和四周墙面的绿色藤蔓，宛如给建筑穿上了 “节能外衣”，不仅能消减城市热岛效应，一年的固碳量还能达到 1000 吨。地下室设置的雨水收集池，配合智慧灌溉系统，每年可减少用水约 1700 吨。

在采光方面，玻璃幕墙采用三银双中空 LOW-E 玻璃，能节省 35% 的空调能耗，大楼内还设置了采光天井和光导管，使得 87% 的功能房间可达到自然采光标准，再加上 “工位照明 DALI 控制系统” 感应模块，有效避免了能源浪费。

此外，该建筑采用 “光储直柔” 技术，楼顶的分布式光伏发电可供照明和电动车充电，地下的储能机房可实时监控发电和用电量，每年可产生 10 万元收益。通过这些技术手段，该大楼年均能耗从 120 千瓦时 / 平方米降低至 40-80 千瓦时 / 平方米，每年节省用电 186 万度、约 150 万元，年减少碳排放约 1027 吨。

（二）国外案例借鉴

国外也有许多值得我们学习的零碳建筑案例。比如瑞士国际奥委会总部，由 3XN 设计，获得了 LEED 白金（绿色建筑标准）认证、瑞士可持续建筑标准和瑞士节能建筑标准 Minergie P。

建筑外立面的动态波浪起伏，不仅传达了运动员的运动能量，还通过玻璃幕墙的独特设计，保证了内部采光，同时利用双层表皮系统优化了隔热效果，降低了来自周围公路的噪音干扰。

内部布局灵活，办公室可根据需要重新配置，只保留 4 个服务核心和 14 根柱子支撑建筑结构，技术室和电气室的策略性布局让工作环境更加灵活。

一个巨大而令人印象深刻的中央楼梯参考了标志性的奥林匹克环设计，通过中庭连接所有五个楼层，楼梯周围还设有展览空间、自助餐厅和会议室，增强了社区凝聚力。

该建筑的可持续设计还包括大型屋顶太阳能电池板阵列，可减少基于电网的电力需求，雨水收集系统用于灌溉和冲洗厕所，泵站从附近的日内瓦湖取水，与高效的热泵系统相结合，保持室内舒适的温度，并且通过监控系统优化能源使用，国际奥委会以前行政大楼材料 95% 以上在施工期间被重复使用或回收。

这些国内外的零碳建筑案例，从不同角度展示了零碳建筑的魅力和可行性，为我们在建筑设计、能源利用、材料选择等方面提供了宝贵的经验，激励着我们在零碳建筑的道路上不断探索和前进，为应对全球气候变化贡献更多的力量。

迈向零碳未来：挑战与希望并存

尽管零碳建筑的前景广阔，但在当前的发展过程中，仍面临着诸多挑战。技术成本的高昂是其中之一，许多先进的节能技术和可再生能源设备，如高效的保温材料、智能控制系统、太阳能光伏板等，价格相对较高，这使得零碳建筑的初始投资成本远超传统建筑，给开发商和业主带来了较大的经济压力，也在一定程度上阻碍了零碳建筑的大规模推广。

政策支持的不足也制约了零碳建筑的发展。虽然国家已经出台了一些相关政策，但在实际执行过程中，政策的力度和覆盖面还不够，缺乏明确、具体、有力的激励措施，如财政补贴、税收优惠、土地政策支持等，难以充分调动企业和社会各界参与零碳建筑建设的积极性。

不过，随着技术的不断进步和创新，以及政府对绿色建筑发展的日益重视，我们也看到了许多积极的变化。越来越多的科研机构和企业加大了对零碳建筑技术研发的投入，使得相关技术的成本逐渐降低，性能不断提升。一些新型的保温材料、节能设备和可再生能源技术正逐渐走向市场，为零碳建筑的发展提供了更多的选择和支持。

在政策方面，各地政府也在积极探索和完善相关政策体系，加大对零碳建筑的扶持力度。一些地方已经开始试点实施财政补贴政策，对符合零碳建筑标准的项目给予一定的资金奖励；在税收方面，也逐步出台了一些优惠政策，对采用绿色建筑技术和材料的企业给予税收减免。

我们坚信，在全社会的共同努力下，零碳建筑必将迎来更加广阔的发展空间。通过持续的技术创新和政策支持，我们能够逐步克服当前面临的挑战，实现建筑行业的绿色转型，为应对全球气候变化贡献力量，让我们的城市和生活更加绿色、低碳、可持续。

让我们携手共进，关注零碳建筑的发展，积极参与到绿色建筑的建设中来，为子孙后代创造一个更加美好的地球家园。